KR20040099785A

KR20040099785A - Steering apparatus for reduction a minimum turning radius for vehicles

Info

Publication number: KR20040099785A
Application number: KR1020030031888A
Authority: KR
Inventors: 최재석
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-02

Abstract

PURPOSE: A steering system for minimum turning radius reduction of a vehicle is provided to minimize the minimum turning radius of the vehicle via increase of a steering angle of a knuckle and to improve driver's convenience and the quality of the vehicle, by enabling movement of a gear box in a direction opposite to a steering direction. CONSTITUTION: A steering system for minimum turning radius reduction of a vehicle comprises a knuckle(100) having a lower end hingably fastened to a lower arm supported to a vehicle body, to rotatably support vehicle wheels(500); a tie rod(210) connected to the knuckle to turn the knuckle according to the rotation of a steering wheel; a steering sensor(300) detecting a steering angle followed by the rotation of the steering wheel; and a driving unit(400) connected to the steering sensor. The driving unit enables a vehicle body-side support part of the lower arm to move in the transverse direction if the detected steering angle is over a predetermined angle.

Description

Steering apparatus for reduction a minimum turning radius for vehicles}

본 발명은 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치에 관한 것으로서 특히, 차량의 조향장치 동작에 따라 타이로드를 이송시키는 기어박스를 좌우로 이동 가능하도록 하여, 차량의 최소회전반경을 최소화하기 위한 장치로써, 스티어링휠의 조향각도를 검출하여 검출된 값이 일정각도 이상이면, 차량의 너클 일측에 체결된 타이로드를 좌우로 이송시키게 되는 기어박스를 조향하고자 하는 반대 방향으로 일정거리 이동시킬 수 있도록 함으로써, 너클의 조향각도를 증대시켜 차량의 최소회전반경을 감소시키게 되어 운전자의 편의성 및 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device for reducing the minimum rotation radius of the vehicle, and in particular, to minimize the minimum rotation radius of the vehicle by allowing the gearbox for transferring the tie rod to the left and right according to the steering device operation of the vehicle. As a result, when the steering angle of the steering wheel is detected and the detected value is equal to or greater than a predetermined angle, the gear box which moves the tie rod fastened to one side of the vehicle knuckle to the left or right may be moved a predetermined distance in the opposite direction to steer. The present invention relates to a device capable of increasing the steering angle of the knuckle to reduce the minimum radius of rotation of the vehicle and improving the convenience of the driver and the merchandise of the vehicle.

일반적으로 차량의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자 임의대로 바꾸기 위해 조향하는 장치이며, 조작기구, 기어장치 및 링크기구의 3가지 기구로 이루어지며, 이러한 조향장치는 차량 또는 현가장치의 형식에 따라 크게 2가지 형식이 있으며, 상용차에서 많이 사용되는 차축 현가식 조향장치와 승용차에 많이 사용되는 독립 현가식 조향장치가 있다.In general, the steering device of a vehicle is a steering device for changing the direction of movement of the vehicle to the driver's discretion. The steering device is composed of three mechanisms: an operation mechanism, a gear device, and a link mechanism. There are two types, and there are axle suspension steering device which is used in commercial vehicles and independent suspension steering device which is used in passenger cars.

이때, 상기 링크기구는 기어장치의 작동을 앞바퀴에 전달하고, 좌우 바퀴의 관계위치를 바르게 지지하는 부분으로 타이로드 및 너클 등으로 구성된다.At this time, the link mechanism is a portion for transmitting the operation of the gear device to the front wheel, and correctly supporting the relationship position of the left and right wheels is composed of a tie rod and a knuckle.

도 1은 종래의 차량의 조향장치에 대한 일부를 도시하는 사시도이며, 도 2는 종래의 차량의 조향장치에 대한 개략적인 평면도이고, 도 3은 종래의 차량의 조향장치에 대한 동작상태를 나타내는 평면도이다.1 is a perspective view showing a part of a steering apparatus of a conventional vehicle, FIG. 2 is a schematic plan view of a steering apparatus of a conventional vehicle, and FIG. 3 is a plan view showing an operating state of a steering apparatus of a conventional vehicle. to be.

종래의 차량의 조향장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 차륜(50)을 회전 가능하도록 지지하는 너클(10)과; 스티어링휠의 회전에 따라 상기 너클(10)의 일측과 연결된 타이로드(21)를 좌우로 이송시키는 기어박스(20)로 구성된다.A conventional vehicle steering apparatus includes a knuckle 10 for rotatably supporting a wheel 50 as shown in FIGS. 1 to 3; The gearbox 20 is configured to transfer the tie rod 21 connected to one side of the knuckle 10 from side to side according to the rotation of the steering wheel.

상기와 같이 구성된 종래의 차량의 조향장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 차륜(50)이 회전 가능하도록 고정된 너클(10)의 상측에는 완충작용을 하는 코일스프링(71)과 쇽업저버(72)가 마련된 스트럿(70)이 체결되어 있으며, 상기 너클(10)의 하측에는 차체에 힌지 체결된 로어암(60)이 체결되어 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the conventional steering device of the vehicle configured as described above has a coil spring 71 and a shock absorbing effect on an upper side of the knuckle 10 to which the wheels 50 are rotatable. A strut 70 having an absorber 72 is fastened, and a lower arm 60 hinged to a vehicle body is fastened to a lower side of the knuckle 10.

이때, 상기 로어암(60)은 마운팅브라켓(미도시) 등의 지지수단을 통하여 차체 측에 힌지 고정되어 있다.At this time, the lower arm 60 is hinged to the vehicle body side through a supporting means such as a mounting bracket (not shown).

또한, 상기 너클(10)의 일측에는 도 2에 도시된 바와 같이, 스티어링휠의 회전에 따라 너클(10)의 일측에 체결된 타이로드(21)를 좌우로 이송시키는 기어박스(20)가 차체에 고정되어 있기 때문에, 운전자가 스티어링휠을 회전시키면, 상기 기어박스(20)가 타이로드(21)를 좌우로 이송시키게 된다.In addition, as shown in FIG. 2, the gear box 20 which transfers the tie rods 21 fastened to one side of the knuckle 10 from side to side according to the rotation of the steering wheel is provided on one side of the knuckle 10. Since it is fixed to the driver, when the driver rotates the steering wheel, the gearbox 20 is to move the tie rod 21 to the left and right.

따라서, 상기 타이로드(21)가 좌우로 이동하면서 너클(10)을 회동시키게 됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 너클(10)이 차륜(50)을 운전자가 원하는 임의의 방향으로 조향할 수 있게 되는 것이다.Thus, by rotating the knuckle 10 while the tie rod 21 moves from side to side, as shown in FIG. 3, the knuckle 10 may steer the wheel 50 in any direction desired by the driver. It will be possible.

그러나, 종래의 차량의 조향장치는 차량의 조향장치 설계시 최소회전반경(MTR ; Minimum Turning Radius)이 이미 결정되기 때문에, 폭이 좁은 도로에서 선회 또는 U턴시 전후진과 스티어링휠을 이용한 조향 동작을 반복해서 실시해야만 한다는 기술상의 문제점이 있었다.However, in the conventional vehicle steering system, since the minimum turning radius (MTR) is already determined when the vehicle steering system is designed, the steering operation using the turning wheel or the U turn forward and backward and the steering wheel is repeated on a narrow road. There was a technical problem that it must be carried out.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 스티어링휠의 조향각도를 검출하여 검출된 값이 일정각도 이상이면, 차량의 너클 일측에 체결된 타이로드를 좌우로 이송시키게 되는 기어박스를 조향하고자 하는 반대 방향으로 일정거리 이동시킬 수 있도록 함으로써, 너클의 조향각도를 증대시켜 차량의 최소회전반경을 감소시키게 되어 운전자의 편의성 및 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, the steering angle of the steering wheel to detect the steering angle, if the detected value is a certain angle or more, to attempt to steer the gearbox to transfer the tie rods fastened to one side of the knuckle of the vehicle left and right Steering device for reducing the minimum turning radius of the vehicle to increase the steering angle of the knuckle to reduce the minimum turning radius of the vehicle by allowing a certain distance to move in the opposite direction to improve the convenience of the driver and the merchandise of the vehicle. To provide.

이러한 본 발명은 차체에 지지된 로어암에 하단이 힌지 체결되어 차륜을 회전 가능하도록 지지하는 너클과; 상기 너클과 연결되어 스티어링휠의 회전에 따라 상기 너클을 회동시키는 타이로드와; 상기 스티어링휠의 회전에 따른 조향각을 검출하는 조향센서와; 상기 조향센서와 연결되어 조향각이 일정각도 이상으로 검출되면 상기 로어암의 차체측 지지부위를 횡방향으로 이동 가능한 구동수단으로 구성함으로써 달성된다.The present invention is a lower end hinged to the lower arm supported on the vehicle body and the knuckle for supporting the wheel to be rotatable; A tie rod connected to the knuckle to rotate the knuckle according to the rotation of a steering wheel; A steering sensor detecting a steering angle according to the rotation of the steering wheel; When the steering angle is detected to be connected to the steering sensor more than a predetermined angle is achieved by configuring the vehicle body side support portion of the lower arm as a drive means capable of moving in the lateral direction.

도 1은 종래의 차량의 조향장치에 대한 일부를 도시하는 사시도,1 is a perspective view showing a part of a steering apparatus of a conventional vehicle;

도 2는 종래의 차량의 조향장치에 대한 개략적인 평면도,2 is a schematic plan view of a steering apparatus of a conventional vehicle;

도 3은 종래의 차량의 조향장치에 대한 동작상태를 나타내는 평면도,3 is a plan view showing an operating state of a steering apparatus of a conventional vehicle;

도 4는 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치에 대한Figure 4 is a steering device for reducing the minimum radius of rotation of the vehicle of the present invention

개략적인 평면도,Schematic floor plan,

도 5는 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치의 동작상태를5 is a view illustrating an operating state of a steering apparatus for reducing a minimum rotation radius of a vehicle of the present invention.

나타내는 평면도.Indicating top view.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 너클 200 : 기어박스100: knuckle 200: gearbox

210 : 타이로드 300 : 조향센서210: tie rod 300: steering sensor

400 : 구동수단 500 : 차륜400: driving means 500: wheel

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치에 대한 개략적인 평면도이며, 도 5는 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치의 동작상태를 나타내는 평면도이다.4 is a schematic plan view of a steering apparatus for reducing the minimum turning radius of the vehicle of the present invention, Figure 5 is a plan view showing the operating state of the steering apparatus for reducing the minimum turning radius of the vehicle of the present invention.

본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 차륜(500)을 회전 가능하도록 지지하는 너클(100)과; 스티어링휠의 회전에 따라 상기 너클(100)의 일측과 연결된 타이로드(210)를 좌우로 이송시키는 기어박스(200)와; 상기 스티어링휠의 회전에 따른 조향각을 검출하는 조향센서(300)와; 상기 조향센서(300)와 연결되어 조향각이 일정각도 이상으로 검출되면 상기 기어박스(200)를 횡방향으로 이동 가능한 구동수단(400)으로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.Steering device for reducing the minimum rotation radius of the vehicle of the present invention, as shown in Figure 4 and 5, the knuckle 100 for rotatably supporting the wheel (500); A gear box 200 which transfers the tie rod 210 connected to one side of the knuckle 100 from side to side according to the rotation of the steering wheel; A steering sensor 300 for detecting a steering angle according to the rotation of the steering wheel; When the steering angle is detected at a predetermined angle or more in connection with the steering sensor 300, the technical feature is that the gearbox 200 is configured as a driving means 400 which can move in the lateral direction.

이때, 상기 조향센서(300)는 기어박스(200)의 일측에 마련되어 상기 타이로드(210)의 횡방향 이동량을 통하여 조향각을 검출할 수 있으며, 상기 구동수단(400)은 액추에이터로 이루어질 수 있다.At this time, the steering sensor 300 is provided on one side of the gear box 200 can detect the steering angle through the lateral movement of the tie rod 210, the drive means 400 may be made of an actuator.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 차륜(500)이 회전 가능하도록 고정된 너클(100)의 상측에는 완충작용을 하는 코일스프링(미도시)과 쇽업저버(미도시)가 마련된 스트럿(미도시)이 체결되어 있으며, 상기 너클(100)의 하측에는 마운팅브라켓(미도시) 등의 지지수단에 의하여 차체에 힌지 고정된 로어암(600)이 체결되어 있다.Steering device for reducing the minimum rotation radius of the vehicle of the present invention configured as described above as shown in Figures 4 and 5, the wheel 500 is a cushioning action on the upper side of the knuckle 100 is fixed to be rotatable A coil spring (not shown) and a strut (not shown) provided with a shock absorber (not shown) are fastened to each other. A lower side of the knuckle 100 is hinged to a vehicle body by a supporting means such as a mounting bracket (not shown). The lower arm 600 is fastened.

또한, 상기 너클(100)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이, 스티어링휠의 회전에 따라 타이로드(210)를 좌우로 이송시키는 기어박스(200)가 마련되어 있으며, 상기 기어박스(200)의 일측에는 스티어링휠의 회전에 따른 조향각을 타이로드(210)의 좌우 이동량을 통하여 검출하기 위한 조향센서(300)가 추가로 마련되어 있다.In addition, one side of the knuckle 100 is provided with a gear box 200 for transferring the tie rod 210 to the left and right in accordance with the rotation of the steering wheel, as shown in Figure 4, of the gear box 200 On one side, a steering sensor 300 for detecting the steering angle according to the rotation of the steering wheel through the left and right movement amount of the tie rod 210 is further provided.

이와 더불어, 스티어링휠의 회전에 따라 상기와 같이 타이로드(210)를 좌우로 이송시키는 기어박스(200)는 상기 기어박스(200)를 좌우로 이동시킬 수 있도록 액추에이터 등과 같은 구동수단(400)을 통하여 차체에 고정되어 있다.In addition, the gear box 200 for transferring the tie rod 210 to the left and right as described above according to the rotation of the steering wheel is a drive means 400 such as an actuator to move the gear box 200 to the left and right. It is fixed to the body through.

따라서, 만약 운전자가 스티어링휠을 일정한 조향각도 이내로 회전시키면, 본 발명의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치는 추가로 마련된 조향센서(300)와 구동수단(400)이 별도의 동작을 수행하지 않게 됨으로써, 종래의 차량의 조향장치와 동일하게 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기어박스(200)가 타이로드(210)를 좌우로 이송시키게 되며, 이에 따라 상기 너클(100)이 도면상 A위치로 회전하면서 차륜(500)을 임의의 방향으로 조향할 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the driver rotates the steering wheel within a certain steering angle, the steering device for reducing the minimum rotation radius of the present invention is that the steering sensor 300 and the driving means 400 is additionally provided does not perform a separate operation As shown in FIG. 4, the gearbox 200 moves the tie rod 210 to the left and right as in the conventional steering device of the vehicle, and thus the knuckle 100 is moved to the A position in the drawing. It will be able to steer the wheel 500 in any direction while rotating.

반대로 운전자가 스티어링휠을 일정 조향각도 이상으로 회전시키면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 타이로드(210)의 좌우 이동량을 기준으로 하여 상기 기어박스의 일측에 마련된 조향센서(300)는 스티어링휠이 일정 조향각도 이상으로 조향되는 것을 감지하게 된다.On the contrary, when the driver rotates the steering wheel to a predetermined steering angle or more, as shown in FIG. 5, the steering sensor 300 provided on one side of the gear box based on the left and right movement amounts of the tie rod 210 is a steering wheel. The steering is sensed to be higher than the predetermined steering angle.

이에 따라, 상기 조향센서(300)는 액추에이터 등과 같은 구동수단(400)을 동작시켜 기어박스(500)의 고정위치를 변경시켜 줌으로써, 도면상 B위치에 있던 차륜(500)과 너클(100)의 조향각도를 더욱 커지게 하는 것이다.Accordingly, the steering sensor 300 changes the fixed position of the gearbox 500 by operating the drive means 400 such as an actuator, so that the wheel 500 and the knuckle 100 in the B position in the drawing To make the steering angle larger.

이러한 본 발명의 실시예에 대한 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 운전자가 스티어링휠을 일정 각도 이내에서 조향하게 되면, 상기 조향센서(300)와 구동수단(400)은 별도의 동작이 이루어지지 않게 되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 스티어링휠의 조향에 따라 기어박스가 타이로드(210)를 우측으로 이동시키게 되면서 너클(100)과 차륜(500)을 도면상 A위치로 조향하게 되는 것이다.First, when the driver steers the steering wheel within a predetermined angle, the steering sensor 300 and the driving means 400 do not perform a separate operation, as shown in Figure 4, the steering wheel steering Accordingly, as the gearbox moves the tie rod 210 to the right side, the knuckle 100 and the wheel 500 are steered to the A position on the drawing.

만약, 운전자가 스티어링휠을 일정 각도 이상으로 조향하게 되면, 상기 조향센서(300)는 상기 스티어링휠의 조향에 따라 좌우로 연동하는 타이로드(210)의 이동량을 검출하여 액추에이터와 같은 구동수단(400)을 동작시키게 됨으로써, 상기 구동수단(400)은 기어박스(200)를 우측으로, 즉 조향하고자 하는 방향과 반대방향으로 이동시키게 된다.If the driver steers the steering wheel at a predetermined angle or more, the steering sensor 300 detects a movement amount of the tie rod 210 interlocking from side to side in accordance with the steering of the steering wheel, and then drives 400 such as an actuator 400. By operating), the drive means 400 moves the gearbox 200 to the right, that is, in a direction opposite to the direction to be steered.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 스티어링휠의 조향에 따라 기어박스(200)가 타이로드(210)를 우측으로 이동시켜 도면상 B위치로 조향되어 있던 너클(100)과 차륜(500)은 상기 기어박스(200)와 타이로드(210)가 액추에이터 등과 같은 구동수단(400)에 의하여 동시에 우측으로 이동하게 됨으로써, 더욱 큰 조향각도를 형성하게 하는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the knuckle 100 and the wheel 500 which are steered to the B position in the drawing by moving the tie rod 210 to the right according to the steering wheel steering are The gearbox 200 and the tie rod 210 are simultaneously moved to the right by a driving means 400 such as an actuator, thereby forming a larger steering angle.

따라서, 본 발명의 차량의 최소회전반경 감소를 위한 조향장치는 차량의 조향장치 설계시 최소회전반경이 최초로 결정되는 것 이외에, 너클(100)을 통하여 차륜(500)을 조향하게 되는 타이로드(210)와 기어박스(200)를 구동수단(400)을 통하여 전체적으로 조향하고자 하는 반대방향으로 이동시켜 더욱 큰 조향각을 얻을 수 있기 때문에, 폭이 좁은 도로에서 선회 또는 U턴시 더욱 작은 최소회전반경으로 조향할 수 있어 운전자의 편의성 및 차량의 상품성을 증대시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.Therefore, the steering device for reducing the minimum rotation radius of the vehicle of the present invention, in addition to the minimum rotation radius is first determined in the design of the vehicle steering apparatus, the tie rod 210 to steer the wheel 500 through the knuckle 100 ) And the gearbox 200 can be moved in the opposite direction through the drive means 400 as a whole to obtain a greater steering angle, so that the vehicle can steer to a smaller minimum turning radius when turning or U-turning on narrow roads. There is an advantage that can increase the convenience of the driver and the merchandise of the vehicle.

이상과 같은 본 발명은 스티어링휠의 조향각도를 검출하여 검출된 값이 일정각도 이상이면, 차량의 너클 일측에 체결된 타이로드를 좌우로 이송시키게 되는 기어박스를 조향하고자 하는 반대 방향으로 일정거리 이동시킬 수 있도록 함으로써, 너클의 조향각도를 증대시켜 차량의 최소회전반경을 감소시키게 되어 운전자의 편의성 및 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.As described above, the present invention detects the steering angle of the steering wheel, and if the detected value is equal to or greater than a predetermined angle, the vehicle moves a predetermined distance in the opposite direction to steer the gear box which transfers the tie rod fastened to one side of the vehicle to the left and right. By making it possible, by increasing the steering angle of the knuckle to reduce the minimum radius of rotation of the vehicle is an invention that can improve the convenience of the driver and the merchandise of the vehicle.

Claims

A knuckle that is hinged to a lower end supported by a lower arm supported by the vehicle to support the wheel so as to be rotatable;

A tie rod connected to the knuckle to rotate the knuckle according to the rotation of a steering wheel;

A steering sensor detecting a steering angle according to the rotation of the steering wheel;

Steering device for reducing the minimum rotation radius of the vehicle, characterized in that the steering means connected to the steering sensor is configured to move the vehicle body side support portion of the lower arm in the lateral direction when the steering angle is detected over a predetermined angle.

The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering sensor is provided at a stop of the tie rod to detect a steering angle through the lateral movement of the tie rod.

2. The steering apparatus of claim 1, wherein the driving means comprises an actuator.